This project focused on the basic research on the microbial utilization of tropical agricultural resources and wastes for industrial application with Thai scientists. The project was consisted of-three major researches, the development of enzymatic treatment of starch and hemicellulosic compound from agricultural resources and wastes, strain improvement for the effective production of novel compounds from agricltural resources, and the process development of fermentation process fitting in tropical countries.Fujio et al. have isolated strains which produced an effective enzyme for the seaccharification of cassava starch, and characterized the enzyme. They also found that synergistic effect of a cellulase complex on the effective saccharification of cassava starch. Amaret et al. have indicated the synergistic effect of chitinase for anti-insect protein (insecticide) produced by Bacillus thringiensis, and transferred the gene for chitinase by gene manipulation to produced simultaneously
… Morewith insecticide. Oshima and Limtong et al had developed the recombinant Saccharomyces cerevisiae, which is able to utilize xylose for ethanol fermentation by introducing two enzyme genes response for xylose assimilation. The novel cultivation process was developed to reduce the xylitol accumulation as an intermediate by the control of oxygen level through the cultivation period. Matsumura et al have developed an novel process of xylitol production using a high-cell-density cultivation of yeast. The yield of production of xylitol is well appreciated as enough in the industrial application. Yoshida et al. have developed the anaerobic fermentation process to produce acetone and butanol from palm oil waste : select the strain among Clostridum culture collection and analyzed the fermentation process. Kobayashi has been developing the fermentation process of lactic acid fermentation from starch materials for the use as the low material for bioplastics.These cooperative research are expected to contribute industrial application to promote the utilization of tropical agricultural materials and wastes in Southeast Asian countries.1.デンプン、ヘミセルロースの有効利用のための分解酵素に関する研究。キャッサバデンプンは、通常アミラーゼが処理を行いグルコース又はマルトースに分解し、微生物による発酵原料として用いる。藤尾らは、キャッサバデンプンの効率的分解を行うための分解酵素生産菌を探索し、リゾップス属カビを選択し、その生産アミラーゼの性質を明らかにした。更にキャッサバデンプンの効率的分解を行うには、セルラーゼを含む組織分解酵素との共存処理の有効であることを明らかにした。これらの酵素処理によりキャッサバデンプンの糖化を行い、酵母によるアルコールを試行したところ、良好な結果を得、今後のキャッサバデンプン利用技術の開発に寄与すると考えられる。2.農林産資源からの有用物質生産を行うための微生物育種に関する研究デンプン質資源からの発酵生産として、タイで開発が期待されている殺虫毒素生産を、農林産廃資源の有効利用として、主成分の一つであるキシロースからのエタノール生産を取り挙げ、それぞれの生産微生物の育種を検討した。Bhumiratanaらは、蚊の駆除に用いるBacillus thuringensisによる殺虫タンパクの効果で、キチナーゼの共存により相乗的に向上することを明らかにし、キチナーゼ遺伝子の取得を行い、殺虫タンパク生産菌への導入を行った。更に殺虫タンパクの大量生産について、培養工学的検討を行っている。大嶋、Limtongらは、キシロースからのエタール生産を行うため、タイで分離した比較的高温でアルコール醗酵をする酵母、Saccharomyces cerevisiacに、キシロース資化に必要な2遺伝子を導入した組換え体アルコール発酵酵母を育種し、エタノール生産を検討した。その結果、キシロース代謝には、それに必要な補酵素であるNADとNADHのバランスが重要であり、培養中の酵素レベルを調整することにより生産を改善することができることを明らかにした。また上述の補酵素バランスを保っため、大腸菌由来のトランスヒドロゲナーゼ遺伝子の導入を行ったが、顕著な効果は認められなかった。これらの研究結果は将来の農林産資源の有効利用の例として寄与するものと考えられる。農林産資源を用いた発酵プロセスに関する研究農林産資源からの有用発酵生産を、タイ国などの東南アジア諸国に適した方法で行う必要がある。本研究ではいくつかの例を挙げ、プロセスの最適化に関する研究を行った。松村らは、キシロースから、糖アルコールであるキシリトールへの変換発酵に注目し、変換酵母の高密度培養法を開発し、高い効率でキシリトールを生産するプロセスを提案した。吉田らは、パーム油生産における廃棄物の有効処理に注目し、パーム油分解微生物としてdostridium属の一株を選び、同苗によるアセトンおよびブタノール生産の至適条件の検討、プロセス工学的知見を得た。小林らは、デンプン資源からの発酵生産プロセスの検討を分担し、生分解性ポリマー(プラスチック)の原料である乳酸発酵プロセスの最適化を行った。本国際共同研究において、タイの研究者からの情報提供や微生物をはじめとする研究材料を得ることができ、研究の推進に寄与した。また本研究を通して今後の研究協力の可能性を確実にすることができた。 Less